مطالعة عددی تأثیر اعمال میدان مغناطیسی و زاویه آن بر جابجائی آزاد در یک محفظة مربعی کج شده با دیواره‌های جانبی دما ثابت

نویسندگان

1 Mechanic, Kashan University

2 Mechanical Engineering, University of Kashan

چکیده

در این مقاله به بررسی تأثیر اعمال میدان مغناطیسی بر جابجایی آزاد درون یک محفظه مربعی با دیواره?های جانبی دما ثابت حاوی فلز گالیم مذاب با عدد پرانتل 02/0 در حالت دائم و آرام پرداخته شده است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری از روش حجم?های محدود استفاده شده است. نتایج حاصله به?صورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و خطوط گرما و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت ارائه شده است. نتایج نشان داده?اند که با افزایش عدد هارتمن، بخاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، مقادیر سرعت درون محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف می?شود و در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و ضریب انتقال حرارت کاهش می?یابد. با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب می?توان جابجایی آزاد را از بین برده و به سمت هدایت خالص پیش رفت. همچنین جابجایی تضعیف شده در اعداد هارتمن بالا، قابل محو شدن با افزایش زاویة انحراف محفظه از 0 به 90 درجه در جهت خلاف عقربه?های ساعت می?باشد. همچنین مشاهده شده است که کمترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به اعمال میدان مغناطیسی در راستای عمود بر شتاب ثقل می?باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Effect of Applying a Magnetic Field on Natural Convection in a Tilted Square Cavity with Constant Temperature Sidewalls

چکیده [English]

In this paper, the effect of a magnetic field and its angle on steady and laminar natural convection in a tilted square cavity with constant temperature side walls filled with liquid gallium (Pr=0.02) is investigated numerically. Governing equations are discretized using the control volume method. The results are presented in the form of streamlines, isotherms, heat lines and plots of Nusselt number. The results have shown that with increasing the Hartmann number, velocity inside the cavity reduces. Thus maximum absolute value of stream function and the heat transfer coefficient decreases and free convection has been weakened. By applying a proper magnetic field (high enough), convection flow suppresses and conduction heat transfer mechanism become dominant in the cavity. The weaken convection at high magnetic field can be disappeared by increasing the inclination angle from 0 to 90 degrees CCW. Also it is observed that the minimum heat transfer rate is occurred by applying the magnetic field perpendicular to gravity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural convection
  • Magnetic field
  • Tilted cavity
  • Nusselt Number